(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアに巻回されたコイルを構成する導線を、ターミナルの係止部に形成された開口から挿入した後、前記ターミナルと前記導線とを結線することでステータを得るステータ製造方法であって、
前記導線を係止した前記係止部を一対の電極で挟持し、前記電極同士を、該電極同士が予め設定された離間距離となるまで第１の加圧力で前記係止部を加圧する工程と、
前記第１の加圧力に比して小さい第２の加圧力で前記係止部を加圧するとともに、第１の電流又は電力で前記電極同士の間に１次通電を行う工程と、
前記第２の加圧力に比して小さい第３の加圧力で前記係止部を加圧するとともに、該電極同士が予め設定された離間距離となるまで前記第１の電流又は電力に比して高い第２の電流又は電力で前記電極同士の間に２次通電を行う工程と、
前記２次通電を停止して前記係止部を前記一対の電極から解放する工程と、
を有することを特徴とするステータ製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の製造方法において、前記導線として、絶縁皮膜が形成されたものを用いるとともに、前記１次通電を行う際の前記第１の電流又は電力を前記絶縁皮膜が消失しない値とし、且つ前記２次通電を行う際の前記第２の電流又は電力を前記絶縁皮膜が消失する値とすることを特徴とするステータ製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の製造方法において、前記第２の加圧力及び前記第３の加圧力を付加するとき、係止部の温度の上昇とともに前記第２の加圧力及び前記第３の加圧力を減少させることを特徴とするステータ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導線とターミナルとを一対の電極で挟持し、加圧通電によって結線を行うことでステータを構成するステータ製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機を構成するステータとして、該ステータを構成するコアが複数個に分割された分割コアを具備するものが知られている。この場合、各コアは、「分割コア」とも呼称される。
【０００３】
この種の分割コアは、円弧状のヨーク部と、直径方向内側に延在するティース部とを有し、この中、ティース部にコイルが巻回されている。このようにコアを分割コアとして構成することにより、ティース部に対するコイルの巻回作業が容易となり、しかも、コイルの占積率を向上させることができる、という利点が得られる。
【０００４】
前記分割コアの各々は、Ｕ相、Ｖ相又はＷ相のいずれかの相となる。そして、相が同じ分割コア同士は、前記コイル中のティース部に巻回されていない端部、すなわち、導線がターミナルに結線されることで電気的に接続される。この結線に関し、例えば、特許文献１には、環状導線の接続部をターミナルの形状に合わせて屈曲した形状に形成することにより、環状導線をターミナルに係止した後、前記ターミナルを加熱圧着する従来技術が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−５６８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記加熱圧着は、一般的に、導線が挿入されたターミナルを一対の電極で挟持し、この電極間に通電を行うことで行われている。この手法は、図４に示すように、導線及びターミナルを一定の加圧力で挟持しながらこれら導線及びターミナルに一定値の電流又は電力を付与し、これにより導線及びターミナルの接触部位にジュール熱を発生させるものである。すなわち、ジュール熱により、先ず、前記導線を構成する金属芯を被覆した絶縁皮膜を消失させ、次に、導線とターミナルを互いに接合するものである。
【０００７】
ところで、この過程においては、図４に示すように、ターミナルを挟持した電極同士の離間距離が急速に小さくなることがあり、その結果、いわゆる潰れ込みが生じる。このような事態が発生すると、ターミナルを規定の寸法とすることが困難となる。また、結線不良の原因ともなるので、最終製品であるステータの歩留まりが低くなるという不具合を招く。
【０００８】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、ターミナルと導線との良好な結線状態を得ることが容易であり、このために規定の寸法のターミナルを得ることが可能で、しかも、ステータの歩留まりを向上させ得るステータ製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明は、コアに巻回されたコイルを構成する導線を、ターミナルの係止部に形成された開口から挿入した後、前記ターミナルと前記導線とを結線することでステータを得るステータ製造方法であって、
前記導線を係止した前記係止部を一対の電極で挟持し、前記電極同士を、該電極同士が予め設定された離間距離となるまで第１の加圧力で前記係止部を加圧する工程と、
前記第１の加圧力に比して小さい第２の加圧力で前記係止部を加圧するとともに、第１の電流又は電力で前記電極同士の間に１次通電を行う工程と、
前記第２の加圧力に比して小さい第３の加圧力で前記係止部を加圧するとともに、該電極同士が予め設定された離間距離となるまで前記第１の電流又は電力に比して高い第２の電流又は電力で前記電極同士の間に２次通電を行う工程と、
前記２次通電を停止して前記係止部を前記一対の電極から解放する工程と、
を有することを特徴とする。
【００１０】
すなわち、本発明においては、加圧力と、通電電流又は通電電圧とを変更しながら結線が行われる。これにより電極同士が急激に接近すること、換言すれば、係止部に潰れ込みが発生することを回避することができる。このため、結線箇所が美観に優れるものとなる。しかも、該結線箇所の品質も安定する。従って、ターミナルと導線との良好な結線状態を得ることができるので、規定の寸法のターミナルを得ることが可能となる。しかも、ステータの歩留まりも向上する。
【００１１】
なお、導線として、絶縁皮膜が形成されたものを用いるようにしてもよい。この場合、前記１次通電を行う際の前記第１の電流又は電力を前記絶縁皮膜が消失しない値とし、且つ前記２次通電を行う際の前記第２の電流又は電力を前記絶縁皮膜が消失する値とすることが好ましい。これにより、結線箇所の潰れ込みを回避しながら絶縁皮膜を除去することができる。
【００１２】
また、前記第２の加圧力及び前記第３の加圧力は、係止部の温度の上昇とともに減少させればよい。温度に応じた加圧力に設定することで、結線箇所の潰れ込みを有効に回避することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ターミナルと係止部の結線を行う際、電極による加圧力と、通電電流又は通電電圧とを変更するようにしている。これにより、電極同士が急激に接近することが回避されるので、係止部に潰れ込みが発生することを回避することができる。
【００１４】
このため、美観に優れるとともに品質が安定した結線箇所が得られる。すなわち、規定の寸法のターミナルを得ることが可能となり、加えて、ステータの歩留まりが向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係るステータ製造方法につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１Ａ〜図１Ｄは、一対の電極によって本実施の形態に係るステータ製造方法の各工程を実施している状態を示すフロー説明図であり、図２及び図３は、それぞれ、前記製造方法のフローチャート、タイムチャートである。ここで、図１Ａ〜図１Ｄ中の参照符号１０、１２は、それぞれ、ターミナル（図示せず）を構成する係止部、ティース部（図示せず）に巻回されたコイルの端部としての導線１２である。
【００１７】
先ず、結線を行う箇所の構成につき説明する。図１Ａに示すように、係止部１０は、その縦断面が矩形状をなすように一端が開口された長尺形状であり、従って、その下方に連結部１３が存在する。また、天井部には、折曲端部１４が他端部から離間して位置する。これにより、係止部１０の天井部に開口１６が形成されている。なお、この場合、ターミナルの材質は銅である。
【００１８】
一方、導線１２は、銅からなる金属芯１８と、該金属芯１８を被覆する絶縁皮膜であるエナメル皮膜２０からなる。すなわち、本実施の形態においては、エナメル被覆を有する導線１２が係止部１０に接合される。
【００１９】
係止部１０は、図示しない接合ガン装置の先端に配設された一対の電極２２、２４によって挟まれる。ここで、電極２２、２４同士は、互いに接近又は離間することが可能なように構成されている。また、接合ガン装置の制御部には、電極２２、２４同士の離間距離に関する情報と、係止部１０の温度に関する情報とが常時伝達される。
【００２０】
次に、本実施の形態に係るステータ製造方法につき説明する。図２及び図３から諒解されるように、この製造方法は、前記係止部１０を加圧する第１工程Ｓ１と、１次通電を行う第２工程Ｓ２と、２次通電を行う第３工程Ｓ３と、前記係止部１０を電極２２、２４から解放する第４工程Ｓ４とを有する。
【００２１】
はじめに、図１Ａに示すように、係止部１０の天井部の開口１６から導線１２が挿入される。その後、第１工程Ｓ１において、図１Ｂに示すように、前記接合ガン装置の電極２２、２４同士が互いに接近するように変位される（図２中のＳ１０１）。その結果、電極２２、２４同士の離間距離が小さくなり、最終的に、電極２２、２４によって係止部１０が挟持される。電極２２、２４の変位はさらに続行され、折曲端部１４と他端部とが近接して開口１６が若干閉塞される程度に係止部１０が加圧される（図２中のＳ２０１）。なお、図２及び図３から諒解されるように、この第１工程Ｓ１では通電はなされない。
【００２２】
この第１工程Ｓ１では、導線１２がターミナルの係止部１０に対して動かない程度に保持される、いわゆる仮加締めが行われる。
【００２３】
上記したように、接合ガン装置の制御部には、電極２２、２４間の離間距離に関する情報が伝達される（図２中のＳ１０２）。電極２２、２４同士の離間距離が予め設定された所定値に到達したことが前記制御部に伝達されると、該制御部は、「電極２２、２４間に通電する」との制御信号を発する。これにより１次通電がなされ（図２中のＳ２０２）、第２工程Ｓ２が開始される。勿論、電流は、一方の電極２２から係止部１０を経由して他方の電極２４に流れる。この場合の電流値は、導線１２のエナメル皮膜２０が剥離しない程度、換言すれば、消失しない程度に設定される。
【００２４】
係止部１０に１次通電がなされると、主に係止部１０の下方の連結部１３に電流ｉが流れてジュール熱が発生し、これに伴って係止部１０の温度が上昇する。。これによりターミナルの係止部１０を軟化させ、導通の安定化を図る。
【００２５】
上記したように、前記制御部には、係止部１０の温度に関する情報も伝達される。「係止部１０の温度が上昇した」との情報を受けた制御部は、図２及び図３に示すように、温度上昇幅に応じて電極２２、２４による加圧力を減少させる制御を行う（図２中のＳ２０１）。すなわち、該加圧力は、係止部１０の温度が上昇するにつれて減少する。係止部１０の温度上昇速度と、電極２２、２４の加圧力の減少速度との関係は、図３に示すように、反比例とすることが好ましい。
【００２６】
この第２工程Ｓ２では、図１Ｃに示すように、係止部１０が軟化して開口１６がさらに閉塞される。その一方で、電極２２、２４による加圧力が漸次的に減少するため、係止部１０に過度の押加圧力が付与されることが回避される。なお、上記したように、導線１２のエナメル皮膜２０は消失することなく残存する。
【００２７】
係止部１０が所定の温度まで上昇したことを前記制御部が検知すると、該制御部は、「電極２２、２４による加圧力をさらに減少させる一方、電流値を上昇させる」との制御信号を発する。これにより加圧力が減少される（図２中のＳ３０１）とともに２次通電が開始され（図２中のＳ３０２）、第３工程Ｓ３に移行する。
【００２８】
第３工程Ｓ３における電流値は、導線１２のエナメル皮膜２０が剥離して除去される程度に設定される。２次通電は、前記１次通電より大きな電流値に設定され、ターミナルの連結部１３及び折曲端部１４の双方を経路として電流ｉが流れる。このため、係止部１０の温度が上昇し、その結果、図１Ｄに示すように、導線１２からエナメル皮膜２０が消失し、金属芯１８と係止部１０と互いに電気的且つ機械的に接合する。
【００２９】
この第３工程Ｓ３においても、第２工程Ｓ２と同様に、制御部は、係止部１０の温度上昇幅、ひいては電極２２、２４同士の離間距離の減少に対応し、電極２２、２４による加圧力を減少する制御を行う（図２中のＳ３０１）。従って、第３工程Ｓ３でも電極２２、２４による加圧力が漸次的に減少するため、係止部１０及び導線１２に過度の加圧力が付与されることが回避される。上記と同様に、係止部１０の温度上昇速度と電極２２、２４の加圧力の減少速度とは、図３に示すように、反比例の関係にあることが好ましい。
【００３０】
以上のように、本実施の形態においては、係止部１０の温度の上昇幅に応じて電極２２、２４の加圧力を減少させている。このため、係止部１０及び導線１２の温度の上昇とともにターミナルの軟化が進行する際の加圧作用によって係止部１０に潰れ込みが発生することを回避することができる。これにより結線不良が回避されるので、ステータの歩留まりが向上する。
【００３１】
また、第３工程Ｓ３では、図１Ｄに示すように、係止部１０の底部、及び開口１６を閉塞した折曲端部１４（天井部）の双方から電流が流れる。このため、導線１２のエナメル皮膜２０を確実に除去することが可能となるので、接合性が向上する。また、係止部１０の底部に電流が集中することが回避され、その結果、いわゆる爆飛が発生することも回避される。従って、結線箇所の外観が美観に優れたものとなる。勿論、結線箇所の品質も安定する。
【００３２】
以上のようにして係止部１０と導線１２との接合がなされる間、電極２２、２４同士の離間距離は徐々に小さくなる。制御部は、この離間距離が予め設定された所定の値に到達したことを検知すると（図２中のＳ３０３）、通電及び加圧を停止する。これにより第３工程Ｓ３が終了されて導線１２とターミナルとの結線が終了する。
【００３３】
制御部は、最後に、第４工程Ｓ４において、電極２２、２４間の距離を検出したり、図示しないセンサ等でターミナルの係止部１０の寸法を直接検出することにより、係止部１０の寸法が既定値となっているか否かを判定する（図２中のＳ４０１）。係止部１０の寸法が既定値でない場合、ＮＧ表示等の警告を行う。一方、既定値である場合、電極２２、２４同士を離間させる制御信号を発する（図２中のＳ４０２）。ここで、制御部は、先ず、弱いガン開圧力で電極２２、２４同士を離間させる（開く）制御を行い、電極２２、２４間の開きストローク、すなわち、離間距離を検出する。この時点で、電極２２、２４が係止部１０に付着しているために該係止部１０から離間しない場合、電極２２、２４を係止部１０から強制的に離間させる開圧力が作用する（図２中のＳ４０７）。一方、電極２２、２４が係止部１０に付着していない場合、電極２２、２４が速やかに係止部１０から離脱し、係止部１０が電極２２、２４（接合ガン装置）から解放されるに至る（図２中のＳ４０４、Ｓ４０５）。このようにして得られたステータは、結線箇所の美観が良好であるとともに、その品質に優れる。すなわち、本実施の形態によれば、結線箇所の美観に優れ且つ品質が安定したステータを歩留まりよく得ることができる。
【００３４】
なお、上記した実施の形態は、エナメル皮膜２０（絶縁皮膜）を有する導線１２をターミナルに接合する場合を例示して説明したが、絶縁皮膜が形成されていない導線１２であってもよいことは勿論である。この場合においても、第２工程Ｓ２で係止部１０が所定の温度まで上昇した後に第３工程Ｓ３を開始するようにすればよい。
【００３５】
また、第２工程Ｓ２及び第３工程Ｓ３における各加圧力は、時間の経過とともに変更するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本実施の形態に係るステータ製造方法の各工程を実施している状態を示すフロー説明図である。
【図２】本実施の形態に係るステータ製造方法のフローチャートである。
【図３】本実施の形態に係るステータ製造方法のタイムチャートである。
【図４】従来技術に係るステータ製造方法のタイムチャートである。
【符号の説明】
【００３７】
１０…係止部                        １２…導線
１４…折曲端部                      １８…金属芯
２０…エナメル皮膜                  ２２、２４…電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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